本發明涉及一種復合肥制備方法，特別是采用生物質原料為主要原料制備有機無機復合肥的方法。
背景技術：
隨著全民環保意識的提高，大量的秸稈等生物質資源正在走向綜合利用之路，生物質熱解氣化生產燃氣發電，已經成為再生能源發展的必然方向。但熱解氣化后產生大量灰渣、木焦油和木醋液無法利用處理，容易造成環境的二次污染；而化學單質肥料，如氮肥、磷肥、鉀肥雖然養分含量高，效果快，但是其釋放速度快，作物來不及吸收，損失嚴重，導致了前期營養過剩，后期養分不足，難以控制養分平衡，不利于農植物的生長。
技術實現要素：
本發明的目的是針對現有技術的上述不足，提供一種炭基高效有機無機復合肥制備方法，它能高效利用無機肥和生物質能源化處理后的殘余物，獲得的復合肥可增加土壤團粒，改善土壤通氣性能，加上營養均衡，提高了農作物對肥料的利用率，同時具有滅菌殺蟲功效，也避免了對環境的二次污染，且資源消耗小，提高了綜合經濟效益。
為了達到上述目的，本發明的炭基高效有機無機復合肥制備方法，其特征在于包括以下步驟：1）混料：在生物質原料中加入固碳添加劑，固碳添加劑與生物質原料的質量比為5—8%，固碳添加劑包含50—60%的硅藻土、20—30%的氧化鈣及15—30%的鎂礦粉，均為質量百分比；2）熱解氣化：生物質原料與固碳添加劑被送入氣化爐內，在600℃-800℃、空氣當量比為0.18-0.25之間的微氧條件下熱解、氣化，得到含有部分雜質的生物質混合燃氣，將爐內的炭渣排出；3）氣體分離：生物質混合燃氣在引風機的作用下通過凈化、脫出木焦油和木醋液，得到二者的混合液；4）配料：按質量百分比將40-60%的炭渣、12-20%的木焦油和木醋液的混合液、20-35%的無機氮磷鉀肥、2-5%的硅藻土混合；
上述生物質原料為生物質原料為各種秸稈、各種喬木或灌木中的一種或三者之間的組合；
上述無機氮磷鉀肥可以為硫酸一銨、五氧化二磷和氧化鉀，也可以為尿素、過磷酸鈣和氯化鉀，且三者的質量比均為15：5：15；
本發明只需使用少量的固碳添加劑加入生物質原料中，資源消耗小，添加劑中的硅藻土其吸附性能強、容重輕，細度均勻，ph值中性無毒，混合均勻性好，可成為高效肥料，促使農作物生長、改良土壤等方面作用，在熱解氣化時還可吸附燃氣中的二氧化碳，加上氧化鈣和鎂礦粉在氣化時均與燃氣中的二氧化碳反應，能將生物質燃氣中的二氧化碳成分固化在炭渣中，大大增加炭渣中碳成分比例，含炭量大于30%，為炭渣的有效利用保證充足的炭元素成分，成為生產炭基肥料的原料，增加土壤中炭基-有機質的含量，可快速改造土壤團粒橋架結構，調節土壤的水、肥、氣、熱功效，創造有利于植物健康生長的土壤環境，從而增加土壤肥力，促進作物生長，可改善土壤的團粒結構，提高土壤保水保肥的能力，提高肥料利用率，獲得高價值的產出物，同時減少生物質燃氣燃燒時二氧化碳排放量；熱解氣化時嚴格控制溫度及空氣當量比在0.18-0.25之間，在實現生產生物質燃氣的同時使氣化后余渣的含炭量保證大于30%；氣體分離時脫出木焦油和木醋液，在配料時加入，不僅避免污染排放，又可做植物營養調節生長素,對植物有生長功效,同時具有滅菌殺蟲功效，還可對土壤進行改良，與炭渣、無機氮磷鉀肥及硅藻土混合，絡合了銨、活化了磷、吸附了鉀，可控制無機肥的釋放速度，具有營養均衡的特點，提高了農作物對肥料的利用率，實現炭渣與木焦油和木醋液的資源化利用，提高了綜合經濟效益；
作為本發明的一種優選，上述固碳添加劑三種組分的粒徑均為60-80目；較小的粒徑其孔隙度大，吸附性能強，在熱解氣化時具有更好的固碳效果；
作為本發明的一種優選，在配料時還加入0.5-1.5%的松土促根劑；上述松土促根劑包括硫酸銨0.007—0.09份、氨基酸粉0.003—0.03份、硫酸鋅0.05—0.20份、硫酸亞鐵0.06—0.2份、聚氧乙烯失水山梨醇硬脂酸酯0.003—0.15份、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸鈉0.01—0.20份、脂肪酸甲酯磺酸鈉0.06—0.20份、硫酸錳0.03—0.15份、磷酸氫銨0.02—0.3份；可增加了土壤團粒，改善土壤通氣性能，改善作物根系生長壞境，進一步提高了農作物對肥料的利用率；
作為本發明的一種優選，還包括以下步驟：造粒：在物料中加入適量的水，使得物料含水率25-35%，進行造粒；干燥：經干燥獲得水分小于12%的炭基高效有機無機復合肥顆粒；通過調節含水量，適合造粒，獲得不規則球狀顆粒肥料，方便使用；
作為本發明的一種優選，所述氣體分離中：生物質燃氣在引風機的作用下通過沉降式凈化器脫出木焦油和木醋液；便于獲得木焦油和木醋液的混合液；
綜上所述，本發明能高效利用無機肥和生物質能源化處理后的殘余物，獲得的復合肥增加了土壤團粒橋架，改善土壤通氣性能，加上營養均衡，提高了農作物對肥料的利用率，同時具有滅菌殺蟲功效，木焦油木醋液的應用也避免了對環境的二次污染，且資源消耗小，提高了生態農業綜合經濟效益。
附圖說明
圖1為本發明實施例的工藝流程圖。
具體實施方式
下面結合實施例，對本發明作進一步詳細的說明。
實施例一
如圖1所示，本實施例的炭基高效有機無機復合肥制備方法，包括以下步驟：1）混料：在秸稈與喬木組合的生物質原料中加入固碳添加劑，固碳添加劑與生物質原料的質量比為5%，其中固碳添加劑包含50%的硅藻土、20%的氧化鈣及30%的鎂礦粉，均為質量百分比，三種組分的粒徑均為60目；2）熱解氣化：生物質原料與固碳添加劑被送入氣化爐內，在600℃、空氣當量比0.18之間的微氧條件下熱解、氣化，得到含有部分雜質的生物質混合燃氣，將爐內的炭渣排出；3）氣體分離：生物質混合燃氣在引風機的作用下通過沉降式凈化器脫出木焦油和木醋液，得到二者的混合液；4）配料：按質量百分比將40%的炭渣、20%的木焦油和木醋液的混合液、35%的硫酸一銨、五氧化二磷和氧化鉀、0.5%的松土促根劑、4.5%的硅藻土混合均勻，其中硫酸一銨、五氧化二磷和氧化鉀的質量比均為15：5：15，松土促根劑包括硫酸銨0.007—0.09份、氨基酸粉0.003—0.03份、硫酸鋅0.05—0.20份、硫酸亞鐵0.06—0.2份、聚氧乙烯失水山梨醇硬脂酸酯0.003—0.15份、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸鈉0.01—0.20份、脂肪酸甲酯磺酸鈉0.06—0.20份、硫酸錳0.03—0.15份、磷酸氫銨0.02—0.3份；5）造粒：在物料中加入適量的水，使得物料含水率25%，通過造粒機進行組合濕法造粒；6）干燥：經滾筒干燥機干燥獲得水分小于12%的炭基高效有機無機復合肥顆粒；
實施例二
本實施例的炭基高效有機無機復合肥制備方法，包括以下步驟：1）混料：在秸稈與灌木組合的生物質原料中加入固碳添加劑，固碳添加劑與生物質原料的質量比為8%，其中固碳添加劑包含60%的硅藻土、25%的氧化鈣及15%的鎂礦粉，均為質量百分比，三種組分的粒徑均為80目；2）熱解氣化：生物質原料與固碳添加劑被送入氣化爐內，在800℃、空氣當量比0.25之間的微氧條件下熱解、氣化，得到含有部分雜質的生物質混合燃氣，將爐內的炭渣排出；3）氣體分離：生物質混合燃氣在引風機的作用下通過沉降式凈化器脫出木焦油和木醋液，得到二者的混合液；4）配料：按質量百分比將60%的炭渣、12%的木焦油和木醋液的混合液、24.5%的硫酸一銨、五氧化二磷和氧化鉀、1.5%的松土促根劑、2%的硅藻土混合均勻，其中硫酸一銨、五氧化二磷和氧化鉀的質量比均為15：5：15，松土促根劑包括硫酸銨0.007—0.09份、氨基酸粉0.003—0.03份、硫酸鋅0.05—0.20份、硫酸亞鐵0.06—0.2份、聚氧乙烯失水山梨醇硬脂酸酯0.003—0.15份、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸鈉0.01—0.20份、脂肪酸甲酯磺酸鈉0.06—0.20份、硫酸錳0.03—0.15份、磷酸氫銨0.02—0.3份；5）造粒：在物料中加入適量的水，使得物料含水率35%，通過造粒機進行組合濕法造粒；6）干燥：經滾筒干燥機干燥獲得水分小于12%的炭基高效有機無機復合肥顆粒；
實施例三
本實施例的炭基高效有機無機復合肥制備方法，包括以下步驟：1）混料：在秸稈與喬木和灌木組合的生物質原料中加入固碳添加劑，固碳添加劑與生物質原料的質量比為6%，其中固碳添加劑包含53%的硅藻土、30%的氧化鈣及17%的鎂礦粉，均為質量百分比，三種組分的粒徑均為70目；2）熱解氣化：生物質原料與固碳添加劑被送入氣化爐內，在700℃、空氣當量比0.21之間的微氧條件下熱解、氣化，得到含有部分雜質的生物質混合燃氣，將爐內的炭渣排出；3）氣體分離：生物質混合燃氣在引風機的作用下通過沉降式凈化器脫出木焦油和木醋液，得到二者的混合液；4）配料：按質量百分比將56%的炭渣、18%的木焦油和木醋液的混合液、20%的硫酸一銨、五氧化二磷和氧化鉀、1%的松土促根劑、5%的硅藻土混合均勻，其中硫酸一銨、五氧化二磷和氧化鉀的質量比均為15：5：15，松土促根劑包括硫酸銨0.007—0.09份、氨基酸粉0.003—0.03份、硫酸鋅0.05—0.20份、硫酸亞鐵0.06—0.2份、聚氧乙烯失水山梨醇硬脂酸酯0.003—0.15份、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸鈉0.01—0.20份、脂肪酸甲酯磺酸鈉0.06—0.20份、硫酸錳0.03—0.15份、磷酸氫銨0.02—0.3份；5）造粒：在物料中加入適量的水，使得物料含水率29%，通過造粒機進行組合濕法造粒；6）干燥：經滾筒干燥機干燥獲得水分小于12%的炭基高效有機無機復合肥顆粒；
本發明只需使用少量的固碳添加劑加入生物質原料中，資源消耗小，添加劑中的硅藻土的化學成分主要是sio2，含有少量的al2o3、fe2o3、cao、mgo等和有機質，sio2對活性組分起穩定作用；硅藻土其吸附性能強、容重輕，細度均勻，ph值中性無毒，混合均勻性好，使用時不會堵塞農機管路，在土壤中能起到保濕、疏松土質、延長藥效肥效時間，助長農作物生長效果，可成為高效肥料，促使農作物生長、改良土壤等方面作用，加上粒徑較小，孔隙度大，吸附性能強，在熱解氣化時會起到吸附二氧化碳的作用，加上氧化鈣和鎂礦粉在氣化時均與燃氣中的二氧化碳反應，分別生成碳酸鈣、碳和氧化鎂，能將生物質燃氣中的二氧化碳成分固化在炭渣中，大大增加炭渣中碳成分的含量，為炭渣的有效利用保證有效充足的生物炭元素成分，成為生產炭基生態肥料的原料，生物炭能對土壤與水體重金屬污染、土壤環境的ph值、農藥及化學品殘留物等農業有機污染以及農田中溫室氣體的排放等不良環境都有著積極改良、修復或緩解的作用；科學家們則從各種不同方面進行了有利的探究，并且表明生物炭所具有的特殊結構和物化性質對于土壤結構及其理化性質的改良以及促進微生物的生長和繁衍、并且在提高農作物產量和質量等方面都有著很重要的作用；
炭基肥是一種以生物炭為基質，根據不同區域土地特點、不同作物生長特點以及科學施肥原理，添加有機質或/和無機質配制而成的生態環保型肥料；炭基肥基本理論是土肥炭基-有機論，即增加土壤中炭基-有機質的含量，快速改造土壤團粒橋架結構，調節土壤的水、肥、氣、熱功效，創造有利于植物健康生長的土壤環境，從而增加土壤肥力，促進作物生長，被稱作“土壤生物橋技術”，可改善土壤的團粒結構，提高土壤保水保肥的能力，提高肥料利用率，具有較高價值；同時增加炭渣中碳成分的含量，可減少生物質燃氣燃燒時二氧化碳排放量；熱解氣化時嚴格控制溫度及空氣當量比在0.18-0.25之間，在實現生產生物質燃氣的同時使炭渣的含炭量保證大于30%；氣體分離時脫出木焦油和木醋液，木醋液是經生物化學技術提取獲得的天然植物素材，該品的主要成分為醋酸、酚類、水，其中有機質成分醋酸占10%以上，醋液可起到土壤改良、有效抑制有礙植物生長的微生物類的繁殖、促進蔬菜、果樹、花卉、水稻、草坪等植物的生長；酚類物質能殺菌、消毒避害蟲，作為消毒、驅蟲劑使用；該品在高濃度下具有較強的殺菌、抗菌的功能；在低濃度下能抑制雜菌的繁殖，具有防菌，防蟲的功效；此外，木醋液還可以增進作物根部與葉片的活力，減緩老化，防治土壤與葉片上一些病蟲害，促進土壤有益微生物的繁殖；木焦油是生物質經高溫加熱裂解所得到的一種焦黑色油狀液體,其主要成分大部分是一元酚與二元酚，對多種植物病原菌具有良好的抑菌活性效果，是理想的植物營養調節生長素，對植物有生長功效,同時具有滅菌殺蟲功效；二者在配料時加入，不僅避免污染排放，與炭渣、無機氮磷鉀肥及硅藻土混合，絡合了銨、活化了磷、吸附了鉀，可控制無機肥的釋放速度，實現養分的均勻吸收，具有營養均衡的特點，提高了農作物對肥料的利用率，實現炭渣與木焦油和木醋液的資源化利用，變廢為寶，提高了綜合經濟效益；松土促根劑可增加了土壤團粒，改善土壤通氣性能，改善作物根系生長壞境；配料時再次加入硅藻土，利用其強吸附性，保證其它組分功效的發揮，進一步提高了農作物對肥料的利用率；
本發明不限于上述實施方式，如硫酸一銨、五氧化二磷和氧化鉀也可由尿素、過磷酸鈣和氯化鉀替換；生物質原料也可以各種秸稈、各種喬木或灌木中的單獨一種或三者之間的其它任意組合。以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下本發明還會有各種變化和改進或工藝程序適當簡化，這些變化和改進簡化都落入本發明要求保護的范圍內。本發明要求保護的范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。